CN108076669A - 电子器件封装用带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子器件封装用带,其能够抑制在对粘接剂层进行预固化时半导体、粘接剂层及半导体芯片的层叠体发生翘曲,并且能够抑制在倒装片连接时粘接剂层产生空隙。本发明的电子器件封装用带,其特征在于,具有:具有基材膜和粘合剂层的粘合带、层叠地设置于粘合剂层的与基材膜相反的一侧的金属层、以及设置于金属层的与粘合剂层相反的一侧且用于将金属层粘接于电子器件的背面的粘接剂层,粘接剂层在100℃加热3小时后的25℃下的储能模量为10GPa以下,在100℃加热3小时时的固化率为10~100%。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子器件封装用带,尤其涉及具有金属层的电子器件封装用带。
背景技术
近年来,移动电话、笔记本PC等电子设备被要求进一步的薄型化和小型化。为此,为了将搭载于电子设备的半导体封装体等电子器件封装体薄型化和小型化,而使电子器件和电路基板的电极数增加,并且使间距也变窄。此种电子器件封装体包括例如倒装片(FC;Flip Chip)安装封装体。
在倒装片安装封装体中,由于如上述那样使电极的数量增加或窄间距化,因此发热量的增加成为问题。为此,作为倒装片安装封装体的散热结构,提出在电子器件的背面介由粘接剂层设置金属层的方案(例如参照专利文献1)。
另外,在倒装片安装封装体中,有时电子器件的线膨胀率与电路基板的线膨胀率大不相同。在该情况下,在电子器件封装体的制造过程中,在中间制品被加热及冷却时,在电子器件与电路基板之间膨胀量及收缩量产生差异。因该差异而使电子器件封装体发生翘曲。作为抑制此种翘曲的结构,也提出在电子器件的背面介由粘接剂层设置金属层的方案(例如参照专利文献2)。
进而,在倒装片安装封装体中,还提出在电子器件的背面介由粘接剂层而设置金属层、并使用该金属层作为激光掩摸用保护层的方案(例如参照专利文献3)。另外,在专利文献3中还公开了在将粘合剂层层叠于基材上而成的粘合带的粘合剂层上设有金属层及粘接剂层的倒装片型半导体背面用膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-235022号公报
专利文献2:日本专利第5487847号公报
专利文献3:日本专利第5419226号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用如专利文献3所记载那样的粘合带一体型的倒装片型半导体背面用膜的情况下,将半导体晶片的背面贴合到粘接剂层上,并将半导体晶片切割而单片化成芯片状,将单片化后的半导体芯片以在背面附着有粘接剂层及金属层的状态从粘合带拾取,并使其通过倒装片连接于基板。具体而言,通过使半导体芯片的形成在半导体芯片的电路面侧的凸点与被粘附于基板的连接焊盘的接合用焊料等导电材料接触,并且边对其按压,边使凸点及导电材料熔融,由此确保半导体芯片与基板的电导通,使半导体芯片固定于被粘物。
在使凸点及导电材料熔融时,若粘接剂层在高温下被不断地加热,则存在因粘接剂层中所含的水分和挥发成分的突沸而使粘接剂层产生空隙的问题。为了抑制该空隙的产生,考虑在倒装片连接前预先在不发生粘接剂层中所含的水分和挥发成分的突沸的温度下以金属层、粘接剂层及半导体芯片的层叠体的状态对粘接剂层进行预固化。
然而,若进行粘接剂层的预固化,则存在如下问题:由于此时的热,基于半导体芯片与金属层的线膨胀系数的差而使金属层、粘接剂层及半导体芯片的层叠体发生翘曲,导致无法顺利地连接半导体芯片的凸点和基板侧的导电材料。
为此,本发明的课题在于提供一种电子器件封装用带,其能够抑制在对粘接剂层进行预固化时半导体、粘接剂层及半导体芯片的层叠体发生翘曲,并且能够抑制在倒装片连接时粘接剂层产生空隙。
用于解决课题的手段
为了解决以上的课题,本发明的电子器件封装用带,其特征在于,所述电子器件封装用带具有:具有基材膜和粘合剂层的粘合带、层叠地设置于上述粘合剂层的与上述基材膜相反的一侧的金属层、以及设置于上述金属层的与上述粘合剂层相反的一侧且用于将上述金属层粘接于电子器件的背面的粘接剂层,上述粘接剂层在100℃加热3小时后的25℃下的储能模量为10GPa以下,在100℃加热3小时时的固化率为10~100%。
上述电子器件封装用带优选上述金属层包含铜或铝。
另外,上述电子器件封装用带优选上述粘接剂层含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)丙烯酸类树脂或苯氧基树脂、以及(D)经表面处理的无机填充材料。
另外,电子器件封装用带优选上述粘合剂层含有丙烯酸系聚合物,所述丙烯酸系聚合物构成为含有用CH2=CHCOOR表示的丙烯酸酯、含羟基单体和在分子内具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物,在式CH2=CHCOOR中,R为碳数4~18的烷基。
发明效果
根据本发明,能够抑制在对粘接剂层进行预固化时半导体、粘接剂层及半导体芯片的层叠体发生翘曲,并且能够抑制在倒装片连接时粘接剂层产生空隙。
附图说明
图1为示意性表示本发明的实施方式的电子器件封装用带的结构的剖视图。
图2为用于对本发明的实施方式的电子器件封装用带的使用方法进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
图1为表示本发明的实施方式的电子器件封装用带10的剖视图。该电子器件封装用带10具有由基材膜11和设置于基材膜11上的粘合剂层12构成的粘合带13,在粘合剂层12上设有金属层14和设置于金属层14上的粘接剂层15。粘接剂层15可以介由用于使与金属层14的密合性良好的底漆层等而间接地设置于金属层14上。予以说明,在本实施方式中,以作为电子器件的半导体芯片为例进行说明。
优选利用隔膜(剥离衬垫)对粘接剂层15的与金属层14接触的面的相反侧的面加以保护(未图示)。隔膜具有作为在供于实用之前保护粘接剂层15的保护材料的功能。另外,隔膜能作为在电子器件封装用带10的制造过程中将金属层14贴合于粘合带13的粘合剂层12时的支撑基材来使用。
粘合带13、金属层14及粘接剂层15可以根据使用工序或装置而被预先切割(预切割)为规定形状。进而,本发明的电子器件封装用带10可以为按每片半导体晶片W1被切割的形态,也可以为将形成有多个按每片半导体晶片W1被切割成的切割物的长条的片卷取成辊状的形态。以下,对各构成要素进行说明。
<基材膜11>
作为基材膜11,只要是以往公知的基材膜,则能无特别限制地使用,但是在使用辐射线固化性的材料作为后述的粘合剂层12的情况下,优选使用具有辐射线透射性的基材膜。
例如,作为该材料,可列举:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、离聚物等α-烯烃的均聚物或共聚物或它们的混合物;聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯系共聚物、聚酰胺-多元醇共聚物等热塑性弹性体;以及它们的混合物。另外,基材膜11可以为将选自这些材料的组中的2种以上的材料混合而得的基材膜,也可以为将这些材料单层化或多层化而得的基材膜。
基材膜11的厚度并无特别限制,可以进行适当地设定,但是优选为50~200μm。
为了使基材膜11与粘合剂层12的密合性提高,可以对基材膜11的表面实施铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离射线处理等化学性表面处理或物理性表面处理。
另外,在本实施方式中,在基材膜11上直接设置有粘合剂层12,但是也可以介由用于提高密合性的底漆层、用于提高切割时的切削性的锚固层、应力松弛层、抗静电层等而间接地设置粘合剂层12。
<粘合剂层12>
作为粘合剂层12中所使用的树脂,并无特别限定,能使用在粘合剂中所使用的公知的氯化聚丙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等,但优选以丙烯酸系聚合物为基础聚合物的丙烯酸系粘合剂。
作为丙烯酸系聚合物,可列举例如使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、十一烷酯、十二烷酯、十三烷酯、十四烷酯、十六烷酯、十八烷酯、二十烷酯等碳数1~30的烷基酯、尤其是碳数4~18的直链状或支链状的烷基酯等)及(甲基)丙烯酸环烷酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或2种以上作为单体成分的丙烯酸系聚合物等。予以说明,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本发明的(甲基)全部为同样的含义。
丙烯酸系聚合物可以出于改善凝聚力、耐热性等的目的而根据需要包含与能够同上述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷酯共聚的其他单体成分对应的单元。作为这样的单体成分,可列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;丙烯酰胺、丙烯腈等。这些能够共聚的单体成分可以使用1种或2种以上。这些能够共聚的单体的使用量优选为全部单体成分的40重量%以下。
进而,由于丙烯酸系聚合物被交联,因此能根据需要还包含多官能性单体等作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体,可列举例如:己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。这些多官能性单体也可以使用1种或2种以上。从粘合特性等方面出发,多官能性单体的使用量优选为全部单体成分的30重量%以下。
丙烯酸系聚合物的制备例如能在1种或2种以上的成分单体的混合物中应用溶液聚合方式、乳液聚合方式、本体聚合方式、悬浮聚合方式等适当的方式来进行。从防止晶片污染等方面出发,粘合剂层12优选抑制含有低分子量物质的组成,从该方面出发,优选以重均分子量为30万以上、尤其是40万~300万的丙烯酸系聚合物为主成分,因此粘合剂也能设为基于内部交联方式或外部交联方式等的适当的交联型。
另外,为了控制粘合剂层12的交联密度而使拾取性提高,能采用例如:使用多官能异氰酸酯系化合物、多官能环氧系化合物、三聚氰胺系化合物、金属盐系化合物、金属螯合物系化合物、氨基树脂系化合物或过氧化物等适当的外部交联剂进行交联处理的方式;将具有2个以上碳-碳双键的低分子化合物混合并利用能量射线的照射等进行交联处理的方式等适当方式。在使用外部交联剂的情况下,其使用量根据与应交联的基础聚合物的平衡以及根据作为粘合剂的使用用途适当确定。一般而言,相对于上述基础聚合物100重量份,优选配合10重量份左右以下,更优选配合0.1重量份~10重量份。予以说明,从防止劣化等观点出发,在粘合剂中,除上述成分以外,也可以根据需要使用各种增粘剂、抗老化剂等添加剂。
作为构成粘合剂层12的粘合剂,辐射线固化型粘合剂合适。作为辐射线固化型粘合剂,能例示在上述的粘合剂中配合有辐射线固化性的单体成分或辐射线固化性的低聚物成分的添加型的辐射线固化型粘合剂。
作为所配合的辐射线固化性的单体成分,可列举例如氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。这些单体成分可以使用1种或并用2种以上。
另外,辐射线固化性的低聚物成分可列举聚氨酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物,分子量处于100~30000左右的范围的低聚物合适。辐射线固化性的单体成分或低聚物成分的配合量可以根据上述粘合剂层的种类而适当确定能够降低粘合剂层的粘合力的量。一般而言,相对于构成粘合剂的丙烯酸系聚合物等基础聚合物100重量份,例如为5重量份~500重量份,优选为70重量份~150重量份左右。
另外,作为辐射线固化型粘合剂,除上述添加型的辐射线固化型粘合剂以外,还可列举使用在聚合物侧链或主链中或主链末端具有碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型的辐射线固化型粘合剂。内在型的辐射线固化型粘合剂无需含有或不大量含有作为低分子成分的低聚物成分等,因此低聚物成分等不会经时性地在粘合剂中移动而能够形成稳定的层结构的粘合剂层,故优选。
具有碳-碳双键的基础聚合物能无特别限制地使用具有碳-碳双键、且具有粘合性的基础聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸系聚合物为基本骨架的基础聚合物。作为丙烯酸系聚合物的基本骨架,可列举上述例示的丙烯酸系聚合物。
向丙烯酸系聚合物中引入碳-碳双键的引入法并无特别限制,能采用各种方法,但是,在分子设计上较容易的是将碳-碳双键引入至聚合物侧链。可列举例如以下方法:预先使丙烯酸系聚合物与具有官能团的单体共聚后,使具有能够与该官能团反应的官能团及碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的辐射线固化性的状态下进行缩合或加成反应。
作为这些官能团的组合的例子,可列举羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。在这些官能团的组合中,从反应追踪的容易性出发,羟基与异氰酸酯基的组合合适。另外,如果是如利用这些官能团的组合而生成上述具有碳-碳双键的丙烯酸系聚合物那样的组合,则官能团可以位于丙烯酸系聚合物和上述化合物中的任一侧,但是,在上述的优选的组合中,丙烯酸系聚合物具有羟基、且上述化合物具有异氰酸酯基的情况合适。在该情况下,作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物,可列举例如甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外,作为丙烯酸系聚合物,使用将上述例示的含羟基单体或2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等醚系化合物等共聚得到的丙烯酸系聚合物。
内在型的辐射线固化型粘合剂能单独地使用上述具有碳-碳双键的基础聚合物(尤其是丙烯酸系聚合物),但是,也能以不使特性变差的程度配合上述辐射线固化性的单体成分、低聚物成分等光聚合性化合物。相对于基础聚合物100重量份,该光聚合性化合物的配合量通常为30重量份以下的范围内,优选为0~10重量份的范围内。
辐射线固化型粘合剂在利用紫外线等使其固化的情况下,优选含有光聚合引发剂。
在上述的丙烯酸系聚合物中,特别优选丙烯酸系聚合物A,其构成为含有用CH2=CHCOOR(式中,R为碳数4~18的烷基。)表示的丙烯酸酯、含羟基单体和在分子内具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物A。
若丙烯酸烷基酯的烷基的碳数不足4,则极性高,剥离力变得过大,有时使拾取性降低。另一方面,若丙烯酸烷基酯的烷基的碳数超过18,则粘合剂层12的玻璃化转变温度变得过高,在常温下的粘结特性降低,其结果有时在切割时发生金属层15的剥离。
上述丙烯酸系聚合物A可以根据需要包含与其他单体成分对应的单元。
在丙烯酸系聚合物A中,使用具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物。即,丙烯酸系聚合物优选具有使含双键异氰酸酯化合物与由上述丙烯酸酯或含羟基单体等的单体组合物得到的聚合物发生加成反应后的构成。因此,丙烯酸系聚合物优选在其分子结构内具有自由基反应性碳-碳双键。由此,能形成为通过活性能量射线(紫外线等)的照射而发生固化的活性能量射线固化型粘合剂层(紫外线固化型粘合剂层等),能降低金属层15与粘合剂层12的剥离力。
作为含双键异氰酸酯化合物,可列举例如甲基丙烯酰基异氰酸酯、丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。含双键异氰酸酯化合物可以单独使用或组合使用2种以上。
另外,为了调整活性能量射线照射前的粘合力和活性能量射线照射后的粘合力,在活性能量射线固化型粘合剂中也能适当使用外部交联剂。作为外部交联方法的具体方式,可列举添加多异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的方法。在使用外部交联剂的情况下,其使用量根据与应交联的基础聚合物的平衡以及根据作为粘合剂的使用用途适当确定。一般而言,外部交联剂的使用量相对于上述基础聚合物100重量份为20重量份以下(优选为0.1重量份~10重量份)。进而,在活性能量射线固化型粘合剂中,除上述成分以外,可以根据需要进一步配合以往公知的各种增粘剂、抗老化剂、发泡剂等添加剂。
粘合剂层12的厚度能无特别限制地适当确定,一般而言,为5~200μm左右。另外,粘合剂层12可以由单层构成,也可以由多层构成。
<金属层14>
作为构成金属层14的金属,并无特别限定,例如,从散热性、防止电子器件封装体翘曲的方面出发,优选为选自不锈钢、铝、铁、钛、锡、镍及铜中的至少1种。其中,从使导热性高且得到散热的效果的观点出发,特别优选包含铜。另外,从防止电子器件封装体8翘曲的观点出发,特别优选包含铝。
金属层14的厚度能考虑散热性、电子器件封装体的翘曲防止性及加工性等而进行适当确定,通常为2~200μm的范围。若金属层14为200μm以下,则容易卷取加工,在50μm以下的情况下,能够有助于电子器件封装体的薄型化,在这一点上是优选的。另一方面,从散热性的观点出发,需要最低为2μm以上。
作为这样的金属层14,能使用金属箔,金属箔可以为电解箔,也可以为轧制箔。
<粘接剂层15>
粘接剂层15为预先使粘接剂成膜的粘接剂层。
粘接剂层15至少由热固化性树脂来形成,优选至少由热固化性树脂和热塑性树脂来形成。
作为热塑性树脂,可列举例如天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、6-尼龙或6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或氟树脂等。热塑性树脂能单独使用或并用2种以上。在这些热塑性树脂中,在离子性杂质少且应力松弛性优异的方面,丙烯酸类树脂能够在满足该观点的基础上容易确保半导体元件的可靠性,故特别优选;在兼顾挠性和强度且为高韧性的方面,苯氧基树脂能够在满足该观点的基础上容易确保半导体元件的可靠性,故特别优选。
作为丙烯酸类树脂,并无特别限定,可列举以具有碳数30以下(优选碳数1~18、更优选碳数6~10、特别优选碳数8或9)的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1种或2种以上为成分的聚合物等。即,在本发明中,丙烯酸类树脂为还包含甲基丙烯酸类树脂的广义的含义。作为上述烷基,可列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基等。
另外,作为用于形成丙烯酸类树脂的其他单体(除烷基的碳数为30以下的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯以外的单体),并无特别限定,可列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等之类的含羧基单体;马来酸酐或衣康酸酐等之类的酸酐单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯或丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等之类的含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等之类的含磺酸基单体;或者2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等之类的含磷酸基单体等。予以说明,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸,本发明的(甲基)全部为同样的含义。
另外,作为热固化性树脂,除环氧树脂、酚醛树脂以外,还可列举氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂、热固化性聚酰亚胺树脂等。热固化性树脂能单独使用或并用2种以上。作为热固化性树脂,尤其是较少含有使半导体元件腐蚀的离子性杂质等的环氧树脂合适。另外,作为环氧树脂的固化剂,能适当使用酚醛树脂。
作为环氧树脂,并无特别限定,能使用例如:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚线性酚醛型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂等二官能环氧树脂或多官能环氧树脂;或者乙内酰脲型环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯型环氧树脂或缩水甘油胺环氧树脂等环氧树脂。
作为环氧树脂,特别优选例示中的酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂。这是由于:这些环氧树脂富有与作为固化剂的酚醛树脂的反应性,且耐热性等优异。
进而,酚醛树脂是作为环氧树脂的固化剂发挥作用的酚醛树脂,可列举例如:苯酚线性酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚线性酚醛树脂、叔丁基苯酚线性酚醛树脂、壬基苯酚线性酚醛树脂等线性酚醛树脂;甲阶酚醛型酚醛树脂、聚对羟基苯乙烯等聚羟基苯乙烯等。酚醛树脂能单独使用或并用2种以上。在这些酚醛树脂中,特别优选苯酚线性酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂。这是由于能提高半导体装置的连接可靠性。
关于环氧树脂与酚醛树脂的配合比例,例如以使酚醛树脂中的羟基相对于环氧树脂成分中的每1当量环氧基成为0.5当量~2.0当量的方式配合合适。更合适的为0.8当量~1.2当量。即,这是由于:若两者的配合比例在上述范围之外,则无法进行充分的固化反应,使环氧树脂固化物的特性容易劣化。
另外,也可以使用环氧树脂和酚醛树脂的热固化促进催化剂。作为热固化促进催化剂,并无特别限制,能从公知的热固化促进催化剂中适当选择使用。热固化促进催化剂能单独使用或组合使用2种以上。作为热固化促进催化剂,能使用例如胺系固化促进剂、磷系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、硼系固化促进剂、磷-硼系固化促进剂等。
作为环氧树脂的固化剂,优选如上述那样使用酚醛树脂,但是也能使用咪唑类、胺类、酸酐类等公知的固化剂。
粘接剂层15对半导体晶片的背面(电路非形成面)具有粘接性(密合性)这一点较为重要。为此,为了使粘接剂层15预先以一定程度交联,也可以添加与聚合物的分子链末端的官能团等反应的多官能性化合物作为交联剂。由此,能使在高温下的粘接特性提高,并且能实现耐热性的改善。
作为交联剂,并无特别限制,能使用公知的交联剂。具体而言,可列举例如异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、三聚氰胺系交联剂、过氧化物系交联剂、以及尿素系交联剂、金属醇盐系交联剂、金属螯合物系交联剂、金属盐系交联剂、碳二酰亚胺系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、胺系交联剂等。作为交联剂,异氰酸酯系交联剂或环氧系交联剂合适。另外,上述交联剂能单独使用或组合使用2种以上。
予以说明,在本发明中,也能代替使用交联剂或在使用交联剂的同时通过电子射线或紫外线等的照射而实施交联处理。
在粘接剂层15中能根据需要适当配合其他的添加剂。作为其他的添加剂,可列举例如填充剂(填料)、阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕获剂、以及增量剂、抗老化剂、抗氧化剂、表面活性剂等。
作为填充剂,可以为无机填充剂、有机填充剂中的任一种,但无机填充剂合适。通过无机填充剂等填充剂的配合,从而能使粘接剂层15实现导热性的提高、弹性模量的调节等。作为无机填充剂,可列举例如:二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化铝、氮化硅等陶瓷类;铝、铜、银、金、镍、铬、铅、锡、锌、钯、焊料等金属或合金类;以及包含碳等的各种无机粉末等。填充剂能单独使用或并用2种以上。作为填充剂,其中,二氧化硅或氧化铝合适,作为二氧化硅,尤其是熔融二氧化硅合适。予以说明,无机填充剂的平均粒径优选为0.001μm~80μm的范围内。无机填充剂的平均粒径例如能利用激光衍射型粒度分布测定装置来测定。
填充剂(尤其是无机填充剂)的配合量相对于有机树脂成分优选为98重量%以下(0重量%~98重量%),尤其在二氧化硅的情况下,0重量%~70重量%合适,在热传导或导电等的功能性无机填充剂的情况下,10重量%~98重量%合适。
另外,作为阻燃剂,能列举例如三氧化二锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。阻燃剂能单独使用或并用2种以上。作为硅烷偶联剂,可列举例如β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。硅烷偶联剂能单独使用或并用2种以上。作为离子捕获剂,可列举例如水滑石类、氢氧化铋等。离子捕获剂能单独使用或并用2种以上。
从粘接性和可靠性的观点出发,粘接剂层15特别优选含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)丙烯酸类树脂或苯氧基树脂、以及(D)经表面处理的无机填充材料。
通过使用(A)环氧树脂,从而得到高的粘接性、耐水性、耐热性。作为环氧树脂,能使用上述公知的环氧树脂。(B)固化剂能使用上述公知的固化剂。
(C)丙烯酸类树脂兼顾挠性和强度且为高韧性。优选的丙烯酸类树脂是Tg(玻璃化转变温度)为-50℃~50℃且将具有环氧基、缩水甘油基、醇性羟基、酚性羟基或羧基作为交联性官能团的单体聚合而得的含交联性官能团(甲基)丙烯酸共聚物。若进一步含有丙烯腈等而显示橡胶特性,则得到更高韧性。
另外,关于(C)苯氧基树脂,苯氧基树脂的分子链长且与环氧树脂结构相似,在高交联密度的组合物中作为挠性材料发挥作用,并且赋予高韧性,因此得到高强度且坚韧的组合物。优选的苯氧基树脂是主骨架为双酚A型的苯氧基树脂,此外,还可列举双酚F型苯氧基树脂、双酚A/F混合型苯氧基树脂、溴化苯氧基树脂等市售的苯氧基树脂作为优选的苯氧基树脂。
作为(D)经表面处理的无机填充材料,可列举用偶联剂表面处理后的无机填充剂。作为无机填充材料,能使用上述公知的无机填充剂,但是优选为二氧化硅、氧化铝。通过用偶联剂进行表面处理,从而无机填充剂的分散性变得良好。因此,流动性优异,从而能提高与金属层的粘接力。另外,由于能够使无机填充剂进行高填充,因此能降低吸水率,使耐湿性提高。
例如利用硅烷偶联剂对无机填充材料的表面处理通过以下方式来进行,即,利用公知的方法,使无机填充材料分散到硅烷偶联剂溶液中,由此使在无机填充剂的表面存在的羟基与硅烷偶联剂的烷氧基等水解基团水解得到的硅醇基反应,而在无机填充剂的表面生成Si-O-Si键。
粘接剂层15的厚度并无特别限制,通常从操作性的观点出发,优选3μm以上,更优选5μm以上,为了有助于半导体封装的薄型化,而优选100μm以下,更优选50μm以下。另外,粘接剂层15可以由单层构成,也可以由多层构成。
粘接剂层15在100℃加热3小时后的25℃下的储能模量为10GPa以下。储能模量为:将粘接剂层在100℃加热3小时,充分冷却后,使用动态粘弹性测定装置,从0℃起在升温速度为5℃/分钟、频率为1Hz的条件下开始测定,在达到25℃的时间点的值。
若在100℃加热3小时后的25℃下的储能模量为10GPa以下,由于以金属层14、粘接剂层15及半导体芯片C的层叠体的状态使粘接剂层15预固化时的热、且基于半导体芯片C与金属层14的线膨胀系数之差而产生的层叠体的翘曲在冷却后不会仍得到保持,因此能够抑制预固化后的层叠体发生翘曲。另外,若粘接剂层固化至在100℃加热3小时后的25℃下的储能模量达到10GPa以下,则能抑制在进行倒装片连接时产生空隙。
储能模量能利用聚合物的分子量等来进行调整,一般分子量越低,储能模量越低。另外,也能通过增塑剂或填料等的配合来调整储能模量,进而,(甲基)丙烯酸系共聚物也能通过交联剂广泛地调整储能模量。
粘接剂层15在100℃加热3小时时的固化率为10~100%。若在100℃加热3小时时的粘接剂层15的固化率为10~100%,则能抑制在倒装片连接时使粘接剂层15产生空隙。固化率能使用差示扫描量热计(DSC)按照以下方式求得。首先,使用差示扫描量热计(DSC),由粘接剂层15的固化前样品测定总发热量(H0),由在100℃加热3小时时的固化物样品测定残留发热量(Ht)。然后,根据下式(4)计算固化率。
固化率(%)=(H0-Ht)/H0×100(4)
H0:总发热量
Ht:残留发热量
另外,粘接剂层15在B阶(未固化状态或半固化状态)下与金属层14的剥离力(23℃、剥离角度为180度、线速为300mm/分钟)优选为0.3N以上。若剥离力不足0.3N,则在切割半导体晶片W时,存在在半导体晶片W或半导体芯片C与粘接剂层15之间、或者粘接剂层15与金属层14之间发生剥离而使半导体芯片C产生卷刃(缺口)的风险。
粘接剂层15的吸水率优选为1.5vol%以下。吸水率的测定方法如下所示。即,以50×50mm的大小的粘接剂层15(膜状粘接剂)作为样品,使样品在真空干燥机中以120℃干燥3小时,使之在干燥器中自然冷却后,测定干燥质量,作为M1。将样品在室温下于蒸馏水中浸渍24小时后,将其取出,用滤纸擦拭样品表面,快速地称重,作为M2。吸水率按照下式(1)来计算。
吸水率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100 (1)
在此,d为膜的密度。
若吸水率超过1.5vol%,则存在因所吸取的水分而在焊接回流时产生封装裂纹的风险。
粘接剂层15的饱和吸湿率优选为1.0vol%以下。饱和吸湿率的测定方法如下所示。即,以直径100mm的圆形的粘接剂层15(膜状粘接剂)作为样品,使样品在真空干燥机中以120℃干燥3小时,使之在干燥器中自然冷却后,测定干燥质量,作为M1。将样品在85℃、85%RH的恒温恒湿槽中吸湿168小时后,将其取出,快速称重,作为M2。饱和吸湿率按照下式(2)来计算。
饱和吸湿率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100 (2)
在此,d为膜的密度。
若饱和吸湿率超过1.0vol%,则因回流时的吸湿而使蒸气压的值变高,存在无法得到良好的回流特性的风险。
粘接剂层15的残留挥发成分优选为3.0wt%以下。残留挥发成分的测定方法如下所示。即,以50×50mm的大小的粘接剂层15(膜状粘接剂)作为样品,测定样品的初始质量,作为M1,将样品在热风循环恒温槽中以200℃加热2小时后,进行称重,作为M2。残留挥发成分按照下式(3)来计算。
残留挥发成分(wt%)=[(M2-M1)/M1]×100 (3)
若残留挥发成分超过3.0wt%,则存在以下风险:因封装时的加热而使溶剂挥发,在粘接剂层15的内部产生空隙,从而产生封装裂纹。
金属层14的线膨胀系数相对于粘接剂层15的线膨胀系数之比(金属层14的线膨胀系数/粘接剂层15的线膨胀系数)优选为0.2以上。若该比不足0.2,则存在以下风险:在金属层14与粘接剂层15之间容易发生剥离,在封装时产生封装裂纹,使可靠性降低。
(隔膜)
隔膜是使粘接剂层15的处理性良好且用于保护粘接剂层15的膜。作为隔膜,可以使用聚酯(PET、PBT、PEN、PBN、PTT)系的膜、聚烯烃(PP、PE)系的膜、共聚物(EVA、EEA、EBA)系的膜、以及将这些材料部分置换而进一步提高了粘接性或机械强度的膜。另外,也可以为这些膜的层叠体。
隔膜的厚度并无特别限定,可以进行适当地设定,但优选25~50μm。
(电子器件封装用带10)
对本实施方式的电子器件封装用带10的制造方法进行说明。首先,粘接剂层15能通过制备树脂组合物、并利用形成为膜状的层的惯用方法来形成。具体而言,可列举例如以下方法等:在适当的隔膜(剥离纸等)上涂布上述树脂组合物并进行干燥(在需要热固化的情况等下,根据需要实施加热处理而进行干燥),形成粘接剂层15。上述树脂组合物可以为溶液,也可以为分散液。接着,将所得的粘接剂层15与另行准备的金属层14贴合。作为金属层14,只要使用市售的金属箔即可。之后,使用铡刀将粘接剂层15及金属层14预切割为规定大小的圆形标签形状,除去周边的不需要部分。
接着,制作粘合带13。基材膜11能利用以往公知的制膜方法来制膜。作为该制膜方法,能例示例如压延制膜法、在有机溶剂中的浇铸法、在密闭体系中的吹塑挤出法、T模挤出法、共挤出法、干式层压法等。接着,在基材膜11上涂布粘合剂层组合物,使其干燥(根据需要使其加热交联),形成粘合剂层12。作为涂布方式,可列举辊涂敷、丝网涂布、凹版涂布等。予以说明,也可以将粘合剂层组合物直接涂布于基材膜11而在基材膜11上形成粘合剂层12,另外,也可以在表面进行过剥离处理的剥离纸等上涂布粘合剂层组合物而形成粘合剂层12,然后将该粘合剂层12转印于基材膜11。由此,制作在基材膜11上形成有粘合剂层12的粘合带13。
之后,以使金属层14与粘合剂层12接触的方式,在设有圆形的金属层14及粘接剂层15的隔膜上层压粘合带13,并根据情况将粘合带13也预切割为规定大小的圆形标签形状等,由此制作电子器件封装用带10。
<使用方法>
接着,参照图2对使用本实施方式的电子器件封装用带10制造半导体装置的方法进行说明。
半导体装置的制造方法至少具备:在粘合带一体型的电子器件封装用带10上贴合半导体晶片W的工序(安装工序);切割半导体晶片W而形成半导体芯片C的工序(切割工序);将金属层14、粘接剂层15及半导体芯片C的层叠体从粘合带13的粘合剂层12剥离的工序(拾取工序);将所得的层叠体预固化的工序(预固化工序);和将半导体芯片C通过倒装片连接到被粘物16上的工序(倒装片连接工序)。
[安装工序]
首先,将在粘合带一体型的电子器件封装用带10上任意设置的隔膜适当剥离,如图2(A)所示,在粘接剂层15贴合半导体晶片W,使其保持粘接而进行固定(安装工序)。此时,粘接剂层15处于未固化状态(包含半固化状态)。另外,粘合带一体型的电子器件封装用带10被贴合于半导体晶片W的背面。半导体晶片W的背面是指与电路面相反一侧的面(也称作非电路面、非电极形成面等)。贴合方法并无特别限定,但优选采用压接的方法。通常边利用压接辊等按压装置进行按压,边进行压接。
[切割工序]
接着,如图2(B)所示,进行半导体晶片W的切割。由此,将半导体晶片W切割为规定的尺寸而进行单片化(小片化),从而制造半导体芯片C。切割例如从半导体晶片W的电路面侧按照常规方法来进行。另外,在本工序中,能采用例如进行切入至电子器件封装用带10的被称作全切的切割方式等。作为本工序中使用的切割装置,并无特别限定,能使用以往公知的切割装置。另外,半导体晶片W被电子器件封装用带10以优异的密合性粘接固定,因此能抑制芯片缺损或芯片飞散,并且也能抑制半导体晶片W的破损。予以说明,在进行粘合带一体型的电子器件封装用带10的扩展的情况下,该扩展能使用以往公知的扩展装置来进行。
[拾取工序]
如图2(C)所示,进行半导体芯片C的拾取,而使半导体芯片C与粘接剂层15及金属层14一起从粘合带13剥离。作为拾取的方法,并无特别限定,能采用以往公知的各种方法。可列举例如利用针将各个半导体芯片C从电子器件封装用带10的基材膜11侧顶起,并利用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片C的方法等。
[预固化工序]
进行预先使金属层14、粘接剂层15及半导体芯片C的层叠体中的粘接剂层15固化的预固化,以使得在后续的倒装片连接工序中粘接剂层15不发生突沸。预固化的条件可以在粘接剂层15不突沸的范围内适当设定,但优选在100~150℃加热4小时~15分钟左右。
[倒装片连接工序]
如图2(D)所示,利用倒装片接合方式(倒装片安装方式)使所拾取的半导体芯片C固定于基板等被粘物16上。具体而言,按照常规方法使半导体芯片C以半导体芯片C的电路面(也称作表面、电路图案形成面、电极形成面等)与被粘物16相对的形态固定于被粘物16。例如,首先,使焊剂附着于形成在半导体芯片C的电路面侧的作为连接部的凸点17。接着,使半导体芯片C的凸点17与被粘附于被粘物16的连接焊盘的接合用导电材料18(焊料等)接触,边进行按压,边使凸点17及导电材料18熔融,由此确保半导体芯片C与被粘物16的电导通,能使半导体芯片C固定于被粘物16(倒装片接合工序)。此时,在半导体芯片C与被粘物16之间形成空隙,该空隙间距离一般为30μm~300μm左右。予以说明,将半导体芯片C倒装片接合(倒装片连接)于被粘物16上后,将在半导体芯片C与被粘物16的相对面和间隙中残留的焊剂清洗除去,使该间隙填充密封材料(密封树脂等)而进行密封。
作为被粘物16,能使用引线框、电路基板(布线电路基板等)等各种基板。作为此种基板的材质,并无特别限定,可列举陶瓷基板、塑料基板。作为塑料基板,可列举例如环氧基板、双马来酰亚胺三嗪基板、聚酰亚胺基板等。另外,通过以其他的半导体芯片作为被粘物16,并将上述半导体芯片C进行倒装片连接,由此也能制成芯片上芯片(chip on chip)结构。
<实施例>
接着,为了进一步明确本发明效果,而对实施例及比较例进行详细地说明,但是,本发明并不限定于这些实施例。
(1)粘合带的制作
作为基材膜,制作了以下的基材膜。
(基材膜a-1)
将利用自由基聚合法合成的乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯(质量比8:1:1)三元共聚物的锌离聚物a(密度为0.96g/cm3、锌离子含量为4质量%、氯含量不足1质量%、维卡软化点为56℃、熔点为86℃)的树脂珠在140℃下熔融,使用挤出机成形为厚度100μm的长条膜状,由此制作成基材膜a-1。
(粘合剂层组合物b-1)
作为具有官能团的丙烯酸系共聚物(A1),制备由丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯及甲基丙烯酸构成且丙烯酸2-乙基己酯的比率为55摩尔%、质量平均分子量为75万的共聚物。接着,以使碘价达到25的方式添加2-异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯,制备成玻璃化转变温度为-50℃、羟值为10gKOH/g、酸值为5mgKOH/g的丙烯酸系共聚物(a1)。
使相对于丙烯酸系共聚物(a1)100质量份添加了作为多异氰酸酯的CoronateL(东曹株式会社制、商品名)3质量份、并且添加了作为光聚合引发剂的Esacure KIP 150(Lamberti公司制、商品名)3质量份的混合物溶解于乙酸乙酯中,进行搅拌,得到粘合剂层组合物b-1。
<粘合带(1)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的剥离衬垫上以使干燥后的厚度达到10μm的方式涂敷所制备的粘合剂层组合物b-1,使其在110℃干燥3分钟后,与上述基材膜a-1贴合,制作在基材膜上形成有粘合剂层的粘合带(1)。
(2)粘接剂层的制作
(粘接剂层组合物c-1)
使丙烯腈丁二烯橡胶(丙烯腈含量为40质量%)10质量份和酚醛型环氧树脂(DIC株式会社制、商品名“N-775”、环氧当量为195、软化点为78℃)17质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw400、环氧当量为190)40质量份、作为固化剂的酚醛树脂(明和化成株式会社制、商品名“H-4”)32质量份溶解于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-2)
使丙烯酸类树脂(Nagase ChemteX株式会社、商品名“Teisan ResinSG-P3”、Mw为85万、Tg为12℃)80质量份和萘型环氧树脂(DIC株式会社制、商品名“HP-4700”)10质量份、作为固化剂的酚醛树脂(明和化成株式会社制、商品名“MEH7851”)10质量份溶解于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-3)
使丙烯酸类树脂(Nagase ChemteX株式会社制、“Teisan ResinSG-70L”、Tg-13℃)100质量份和甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名“EOCN-1020”、环氧当量为198、软化点为64℃)353质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw为400、环氧当量为190)46质量份、作为固化剂的咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名“2PHZ-PW”)3质量份、二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名“SO-C2”、平均粒径0.5μm)330质量份溶解于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-4)
使双酚A型苯氧基树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YP-50S”、Mw为6万、Tg为84℃)100质量份和甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名“EOCN-1020”、环氧当量为198、软化点为64℃)40质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw为400、环氧当量为190)100质量份、作为固化剂的咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名“2PHZ-PW”)1.5质量份、二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名“SO-C2”、平均粒径为0.5μm)200质量份溶解或分散于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-5)
使丙烯腈丁二烯橡胶(丙烯腈含量40质量%)10质量份和酚醛型环氧树脂(DIC株式会社制、商品名“N-775”、环氧当量为195、软化点为78℃)17质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw为400、环氧当量为190)40质量份、作为固化剂的酚醛树脂(明和化成株式会社制、商品名“H-4”)25质量份溶解于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-6)
使双酚A型苯氧基树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YP-50S”、Mw为6万、Tg为84℃)100质量份和甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名“EOCN-1020”、环氧当量为198、软化点为64℃)50质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw为400、环氧当量为190)100质量份、作为固化剂的咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名“2PHZ-PW”)1.0质量份、二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名“SO-C2”、平均粒径为0.5μm)200质量份溶解或分散于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-7)
使丙烯酸类树脂(Nagase ChemteX株式会社制、商品名“Teisan Resin SG-708-6”、Tg为6℃)100质量份和固体双酚A型环氧树脂(三菱化学株式会社制、商品名“Epikote1004”、软化点为97℃)280质量份、作为固化剂的酚醛树脂(三井化学株式会社制、商品名“MILEX XLC-4L”、熔点为62℃)306质量份、二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名“SO-C2”、平均粒径为0.5μm)237质量份溶解或分散于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
(粘接剂层组合物c-8)
使丙烯酸类树脂(Nagase ChemteX株式会社制、“Teisan Resin SG-70L”、Tg-13℃)100质量份和甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名“EOCN-1020”、环氧当量为198、软化点为64℃)260质量份、液体双酚A型环氧树脂(新日铁住金化学株式会社制、商品名“YD-128”、Mw为400、环氧当量为190)46质量份、作为固化剂的咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名“2PHZ-PW”)1质量份、二氧化硅填料(株式会社Admatechs性、商品名“SO-C2”、平均粒径为0.5μm)330质量份溶解或分散于甲乙酮中,制备成粘接剂层组合物溶液。
<粘接剂层(1)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-1,使其在110℃下干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(1)的粘接膜。
<粘接剂层(2)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-2,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(2)的粘接膜。
<粘接剂层(3)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-3,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(3)的粘接膜。
<粘接剂层(4)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-4,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(4)的粘接膜。
<粘接剂层(5)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-5,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(5)的粘接膜。
<粘接剂层(6)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-6,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(6)的粘接膜。
<粘接剂层(7)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-7,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(7)的粘接膜。
<粘接剂层(8)>
在由经过脱模处理的聚乙烯-对苯二甲酸酯膜构成的隔膜上以使干燥后的厚度达到5μm的方式涂敷粘接剂层组合物c-8,使其在110℃干燥5分钟,制作成在隔膜上形成有粘接剂层(8)的粘接膜。
(3)金属层
作为金属层,准备了以下的金属层。
<金属层(1)>
F0-WS(商品名、古河电气工业株式会社制、铜箔、厚度为12μm、表面粗糙度Rz为1.3um)
(4)电子器件封装用带的制作
<实施例1>
将按照以上方式得到的粘接剂层(1)与金属层(1)在贴合角度为120°、压力为0.2MPa、速度为10mm/s的条件下进行贴合,制作成单面粘接膜。将粘合带(1)预切割为能够贴合于环形框的形状,将单面粘接膜预切割为能够覆盖晶片的形状,将上述粘合带(1)的粘合剂层与上述单面粘接膜的金属层侧以粘合剂层在单面粘接膜的周围露出的方式进行贴合,制作成实施例1的电子器件封装用带。
<实施例2~4、比较例1~4>
除了将粘合带、粘接剂层组合物、金属层的组合设为表1记载的组合以外,利用与实施例1同样的手法,制作实施例2~4、比较例1~4的电子器件封装用带。
对实施例1~4及比较例1~4的电子器件封装用带进行了以下的测定及评价。其结果如表1所示。
(储能模量)
按照以下方式测定在各实施例及各比较例中使用的粘接剂层在25℃下的储能模量。在厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的隔膜上以使干燥后的膜厚达到30μm的方式涂布在各实施例及比较例中使用的粘接剂层的粘接剂层组合物,使其干燥后,贴合到厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的隔膜上,将该粘接剂层从隔膜剥离,将粘接剂层彼此贴合,准备厚度为1mm、宽度为5mm、长度为25mm的试验片。将所得的试验片在100℃加热3小时后,使用动态粘弹性测定装置(株式会社UBM社制、商品名:Rheogel-E4000),将卡盘间距离设定为15mm,从0℃起在升温速度为5℃/分钟、频率为1Hz的条件下开始测定,将达到25的时间点的值作为储能模量。测定结果如表1所示。
(固化率)
使用差示扫描量热计(DSC)按照以下方式求得固化率。首先,使用差示扫描量热计(DSC),由粘接剂层15的固化前样品测定总发热量(H0),由在100℃加热3小时时的固化物样品测定残留发热量(Ht)。然后,根据下式(4)计算固化率。其结果如表1所示。
固化率(%)=(H0-Ht)/H0×100 (4)
(翘曲评价)
在厚度200μm的带凸点的硅晶片(凸点:铜柱及焊料;凸点高度:约40μm)的背面贴附各实施例及各比较例的电子器件封装用带的粘接剂层,进行切割,分割为7.5mm×7.5mm的评价用芯片。利用空气冷却式高压汞灯(80W/cm、照射距离为10cm)从粘合带的基材膜侧对粘合剂层照射200mJ/cm2的紫外线后,将金属层、粘接剂层及硅芯片的层叠体在100℃加热3小时,进行粘接剂层的预固化。对10个充分冷却后的层叠体,将层叠体载置于平坦的台上,用游标卡尺测定对该层叠体的一边进行按压而翘起的高度,将其平均值作为翘曲量。将翘曲量不足1mm的情况用○评价为合格品,将翘曲量为1mm以上且不足3mm的情况用△评价为容许品,将翘曲量为3mm以上的情况用×评价为不合格品。其结果如表1所示。
(空隙评价)
准备玻璃环氧基板(玻璃环氧基材:厚度为420μm;铜布线:厚度为9μm、间距为80μm),对翘曲量不足3mm的上述层叠体,使用倒装片焊接机(株式会社新川、商品名“LFB-2301”),将半导体芯片的凸点安装于玻璃环氧基板上(安装条件:压接头温度260℃/10秒/1MPa),得到评价用半导体装置。
使用超声波影像诊断装置(株式会社Hitachi Power Solutions、商品名“FS300III”),拍摄外观图像。对该外观图像,使用图像处理软件AdobePhotoshop(注册商标),利用色调修正及二值化来识别粘接剂层的空隙部分,利用直方图计算空隙部分所占的比例。将芯片上的粘接剂层的面积设为100%,按照以下的基准评价空隙部分所占的比例。
空隙部分所占的比例为10%以下:作为优异合格品的◎
空隙部分所占的比例超过10%且为20%以下:作为合格品的○
空隙部分所占的比例超过20%:作为不合格品的×
[表1]
如表1所示,实施例1~4的电子器件封装用带在100℃加热3小时后的粘接剂层的储能模量为10GPa以下,在100℃加热3小时时的粘接剂层的固化率为10~100%,因此翘曲评价、空隙评价均为良好的结果。
与此相对,比较例1及比较例4的电子器件封装用带在100℃加热3小时时的粘接剂层的固化率不足10%,因此在空隙评价中呈现低劣的结果。另外,比较例2及比较例3的电子器件封装用带在100℃加热3小时后的粘接剂层的储能模量大于10GPa,因此在翘曲评价中呈现低劣的结果。
符号说明
10:电子器件封装用带
11:基材膜
12:粘合剂层
13:粘合带
14:金属层
15:粘接剂层
Claims (4)
1.一种电子器件封装用带,其特征在于,所述电子器件封装用带具有:
具有基材膜和粘合剂层的粘合带、
层叠地设置于所述粘合剂层的与所述基材膜相反的一侧的金属层、以及
设置于所述金属层的与所述粘合剂层相反的一侧且用于将所述金属层粘接于电子器件的背面的粘接剂层,
所述粘接剂层在100℃加热3小时后的储能模量为10GPa以下,在100℃加热3小时时的固化率为10~100%。
2.根据权利要求1所述的电子器件封装用带,其特征在于,
所述金属层包含铜或铝。
3.根据权利要求1或2所述的电子器件封装用带,其特征在于,
所述粘接剂层含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)丙烯酸类树脂或苯氧基树脂、以及(D)经表面处理的无机填充材料。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电子器件封装用带,其特征在于,
所述粘合剂层含有丙烯酸系聚合物,所述丙烯酸系聚合物构成为含有用CH2=CHCOOR表示的丙烯酸酯、含羟基单体和在分子内具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物,其中,在式CH2=CHCOOR中,R为碳数4~18的烷基。
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